CN205283371U - 应用于步进电机中的光电闭环控制结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机技术领域，提供了应用于步进电机中的光电闭环控制结构，包括：支架、柔性线路板、印刷电路板和光电传感器；印刷电路板表面设置有第一定位孔；柔性电路板的内圆上焊接有斜梁，斜梁的另一端对准步进电机中心轴，外圆焊接于印刷电路板的内圆上；光电传感器焊接于斜梁端部；支架内圆、外圆的半径分别与印刷电路板内圆、外圆半径相等，上表面设置有定位凸起和第二定位孔，下表面设置有圆柱，将定位凸起安装于第一定位孔内，将印刷电路板粘接于柔性电路板上，圆柱插接于步进电机间隙内，步进电机顶部结构插接于第二定位孔内。本实用新型未破坏步进电机的整体结构，降低了成本，定位安装更加容易、快速，提高了工作效率。

Description

应用于步进电机中的光电闭环控制结构

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，特别涉及一种应用于步进电机中的光电闭环控制结构。

背景技术

步进电机是机电一体化产品中的关键元件之一，是一种性能良好的数字化执行元件。它能够将电的脉冲信号转换成相应的角位移，是一种离散型自动化执行元件。随着计算机控制系统的发展，步进电动机广泛应用于同步系统、直线及角位系统、点位系统、连续轨迹控制系统以及其它自动化系统中，是高科技发展的一个重要环节。

步进电机分为开环控制和闭环控制两种，开环控制容易产生共振、振荡、失步和难以实现高速的问题，并且定位精度比较低；而采用闭环控制，能够得到比开环控制更高的运行速度，具有更稳定、更光滑的转速，定位精度很高。

目前的步进电机闭环控制系统是为了使步进电机能在某些情况下替代昂贵的伺服电机，都是在步进电机闭环控制系统的电机尾部加长电机轴，安装一个编码器和编码器壳子，实现对步进电机角位移的测量，破坏了电机的整体结构，导致电机尺寸发生了变化，体积大，虽然较伺服电机降低了成本，但是由于加长电机轴、编码器壳的使用，以及体积大，导致成本还是很高。

因此，为了解决上述问题，电机技术领域急需一种应用于步进电机中的光电闭环控制结构，步进电机的尺寸几乎没有改变，步进电机的盒盖仍可以盖上，未破坏步进电机的整体结构，是依托步进电机本身进行的改进，降低了成本，定位安装更加容易、快速，提高了工作效率。

发明内容

本实用新型提供了应用于步进电机中的光电闭环控制结构，技术方案如下：

应用于步进电机中的光电闭环控制结构，包括：支架、柔性线路板、印刷电路板和光电传感器；

印刷电路板，为圆环形，表面设置有第一定位孔；

柔性电路板，为圆弧形，在圆弧形的内圆上焊接有斜梁，斜梁的另一端对准步进电机中心轴，圆弧形的外圆焊接于印刷电路板的内圆上，圆弧形外圆半径略小于印刷电路板的内圆半径；

光电传感器，焊接于对准步进电机中心轴的斜梁端部；

支架，为圆弧形，内圆、外圆的半径分别与印刷电路板内圆、外圆半径相等，上表面设置有定位凸起和第二定位孔，下表面设置有圆柱，将定位凸起安装于第一定位孔内，再将斜梁、圆柱搭接后，将印刷电路板粘接于柔性电路板上，圆柱插接于步进电机装置的线圈间隙内，步进电机顶部结构插接于第二定位孔内，用于跟随步进电机同步转动。

优选的，在上述应用于步进电机中的光电闭环控制结构中，光电传感器、斜梁和圆柱的数量都为4个。

优选的，在上述应用于步进电机中的光电闭环控制结构中，圆柱的直径为φ1-1.5mm，高度为0.8-1.0mm。

优选的，在上述应用于步进电机中的光电闭环控制结构中，4个光电传感器以四等分的形式设置于柔性电路板的内圆上。

优选的，在上述应用于步进电机中的光电闭环控制结构中，第一定位孔和定位凸起的数量相等，都为5个。

优选的，在上述应用于步进电机中的光电闭环控制结构中，支架的材质为塑料。

本实用新型的有益效果是：

1、本发明采用支架、柔性线路板、印刷电路板和光电传感器替代了现有技术中需要在步进电机尾部加长电机轴、编码器和编码器壳子的技术方案，由于圆柱高0.8-1.0mm，柔性线路板、印刷电路板都很薄，并且圆柱是插接于步进电机内部的，因此步进电机的尺寸几乎没有改变，步进电机的盒盖仍可以盖上，未破坏步进电机的整体结构，是依托步进电机本身进行的改进，降低了成本。

2、本发明采用光电传感器，与外部控制单元配合使用即可测出步进电机的角位移，而现有技术中需要使用编码器、减法计数器、控制单元才能实现，部件上更加节约、简单、节约成本。

3、本发明在支架和印刷电路板上都设置有定位孔，定位安装更加容易、快速，提高工作效率，并且柔性线路板不容易损坏，延长使用寿命。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型：

图1是本实用新型应用于步进电机中的光电闭环控制结构的爆炸图。

图2是本实用新型的光电闭环控制结构安装于步进电机上的结构示意图。

图3是本实用新型的光电闭环控制结构安装于步进电机上的爆炸图。

图4是本实用新型安装好盖上步进电机盒盖的结构示意图。

其中，图1-4中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

支架1，柔性线路板2，印刷电路板3，光电传感器4，第一定位孔5，斜梁6，定位凸起7，圆柱8，第二定位孔9，步进电机10。

具体实施方式

本实用新型的核心为提供了应用于步进电机中的光电闭环控制结构，解决了破坏电机的整体结构，导致电机尺寸发生了变化，体积大、成本高的问题。

为了使本实用新型技术实现的措施、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

图1是本实用新型应用于步进电机中的光电闭环控制结构的爆炸图。

图2是本实用新型的光电闭环控制结构安装于步进电机上的结构示意图。

图3是本实用新型的光电闭环控制结构安装于步进电机上的爆炸图。

图4是本实用新型安装好盖上步进电机盒盖的结构示意图。

如图1-4所示，本实用新型提供了应用于步进电机中的光电闭环控制结构，包括：支架1、柔性线路板2、印刷电路板3和光电传感器4；印刷电路板3为圆环形，表面设置有第一定位孔5；柔性电路板2为圆弧形，在圆弧形的内圆上焊接有斜梁6，斜梁6的另一端对准步进电机10的中心轴，圆弧形的外圆焊接于印刷电路板3的内圆上，圆弧形外圆半径略小于印刷电路板3的内圆半径；光电传感器4，焊接于对准步进电机10中心轴的斜梁6端部；支架1为圆弧形，内圆、外圆的半径分别与印刷电路板3内圆、外圆半径相等，上表面设置有定位凸起7和第二定位孔9，下表面设置有圆柱8，将定位凸起7安装于第一定位孔5内，再将斜梁6、圆柱8搭接后，将印刷电路板3粘接于柔性电路板2上，圆柱8插接于步进电机装置的线圈间隙内，步进电机顶部结构插接于第二定位孔9内，用于跟随步进电机10同步转动。

实施例2：

图1是本实用新型应用于步进电机中的光电闭环控制结构的爆炸图。

图2是本实用新型的光电闭环控制结构安装于步进电机上的结构示意图。

图3是本实用新型的光电闭环控制结构安装于步进电机上的爆炸图。

图4是本实用新型安装好盖上步进电机盒盖的结构示意图。

如图1-4所示，本实用新型提供了应用于步进电机中的光电闭环控制结构，包括：支架1、柔性线路板2、印刷电路板3和光电传感器4；印刷电路板3为圆环形，表面设置有第一定位孔5；柔性电路板2为圆弧形，在圆弧形的内圆上焊接有斜梁6，斜梁6的另一端对准步进电机10的中心轴，圆弧形的外圆焊接于印刷电路板3的内圆上，圆弧形外圆半径略小于印刷电路板3的内圆半径；光电传感器4，焊接于对准步进电机10中心轴的斜梁6端部；支架1为圆弧形，内圆、外圆的半径分别与印刷电路板3内圆、外圆半径相等，上表面设置有定位凸起7和第二定位孔9，下表面设置有圆柱8，将定位凸起7安装于第一定位孔5内，再将斜梁6、圆柱8搭接后，将印刷电路板3粘接于柔性电路板2上，圆柱8插接于步进电机装置的线圈间隙内，步进电机顶部结构插接于第二定位孔9内，用于跟随步进电机10同步转动。

本实施例中，光电传感器4、斜梁6和圆柱8的数量都为4个。

本实施例中，圆柱8的直径为φ1-1.5mm，高度为0.8-1.0mm。

本实施例中，4个光电传感器4以四等分的形式设置于柔性电路板2的内圆上。

本实施例中，第一定位孔5和定位凸起7的数量相等，都为5个。

本实施例中，支架1的材质为塑料。

本实用新型工作时，首先按照上述连接关系依次组装好本光电闭环控制结构，再将步进电机的盒盖盖好；当步进电机转动时，由于圆柱8插接于步进电机装置的线圈间隙内，因此本光电闭环控制结构随着同步转动，进而位于斜梁6上的光电传感器4实时的采集步进电机中心轴的电平，当光电传感器4的数量为4个时，总是其中一个光电传感器4采集高电平，另外3个光电传感器4采集低电平，再将采集到的电平信号依次通过柔性线路板2、印刷电路板3传递给外部控制单元，外部控制单元对电平信号进行分析，当采集到的4个电平信号完全重复于初始电平信号时，认为步进电机转动360°，通过对电平信号的采集、比较实现对步进电机运转状态角位移的测量。

本发明采用支架1、柔性线路板2、印刷电路板3和光电传感器4替代了现有技术中需要在步进电机尾部加长电机轴、编码器和编码器壳子的技术方案，由于圆柱高0.8-1.0mm，柔性线路板2、印刷电路板3都很薄，并且圆柱是插接于步进电机10内部的，因此步进电机的尺寸几乎没有改变，步进电机的盒盖仍可以盖上，未破坏步进电机的整体结构，是依托步进电机10本身进行的改进，降低了成本。

本发明采用光电传感器4，与外部控制单元配合使用即可测出步进电机10的角位移，而现有技术中需要使用编码器、减法计数器、控制单元才能实现，部件上更加节约、简单、节约成本。

本发明在支架1和印刷电路板3上都设置有定位孔，定位安装更加容易、快速，提高工作效率，并且柔性线路板不容易损坏，延长使用寿命。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.应用于步进电机中的光电闭环控制结构，其特征在于，包括：支架、柔性线路板、印刷电路板和光电传感器；

所述印刷电路板，为圆环形，表面设置有第一定位孔；

所述柔性电路板，为圆弧形，在所述圆弧形的内圆上焊接有斜梁，所述斜梁的另一端对准步进电机中心轴，所述圆弧形的外圆焊接于印刷电路板的内圆上，所述圆弧形外圆半径略小于印刷电路板的内圆半径；

所述光电传感器，焊接于对准步进电机中心轴的所述斜梁端部；

所述支架，为圆弧形，内圆、外圆的半径分别与所述印刷电路板内圆、外圆半径相等，上表面设置有定位凸起和第二定位孔，下表面设置有圆柱，将所述定位凸起安装于第一定位孔内，再将所述斜梁、圆柱搭接后，将所述印刷电路板粘接于柔性电路板上，所述圆柱插接于步进电机装置的线圈间隙内，步进电机顶部结构插接于所述第二定位孔内，用于跟随步进电机同步转动。

2.根据权利要求1所述的应用于步进电机中的光电闭环控制结构，其特征在于，所述光电传感器、斜梁和圆柱的数量都为4个。

3.根据权利要求1所述的应用于步进电机中的光电闭环控制结构，其特征在于，所述圆柱的直径为φ1-1.5mm，高度为0.8-1.0mm。

4.根据权利要求2所述的应用于步进电机中的光电闭环控制结构，其特征在于，4个所述光电传感器以四等分的形式设置于柔性电路板的内圆上。

5.根据权利要求1所述的应用于步进电机中的光电闭环控制结构，其特征在于，所述第一定位孔和定位凸起的数量相等，都为5个。

6.根据权利要求1所述的应用于步进电机中的光电闭环控制结构，其特征在于，所述支架的材质为塑料。